CN206056860U - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感器,该压力传感器包括PCB板，以及设置于PCB板的预定位置的第一类焊盘和第二类焊盘；连接线，固定设置于第一类焊盘与第二类焊盘之间，使得第一类焊盘电连接第二类焊盘,通过在第一类焊盘与第二类焊盘之间设置连接线，后续安装压力传感器芯片和读取电路时，通过连接线电性连接压力传感器芯片和读取电路，大大降低压力传感器的封装面积，降低了制作工艺的复杂度，同时由于连接线是直接固定设置在PCB板上，无需单独实施连接线键合操作，大大提高生产效率，且因连接线固定在PCB板上，在后续的冲压过程中，连接线不会因冲压而出现断裂、脱落等缺陷问题，有利于提高压力传感器的成品率。

Description

一种压力传感器

技术领域

本实用新型实施例涉及压/电转换领域，更具体地，涉及一种压力传感器。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System微型机电系统)传感器是基于MEMS技术制造的传感器，其中的振膜、掺杂电阻是压力传感器中的重要部件，压力传感器在振膜上通过掺杂制作电阻条以形成惠斯通电桥，当振膜两侧的压强变化时，振膜的形状会发生相应的变化，引起惠斯通电桥中电阻的变化，从而可以根据电阻变化检测压强变化，实现压/电的转换。

如图1所示，现有的压力传感器的剖面示意图，包括PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)板1’、外壳2’围成的封装结构，封装结构内包括压力传感器芯片3’、读取电路4’，其中，压力传感器芯片3’和读取电路4’均固定在PCB板1’上，压力传感器芯片3’和读取电路4’之间通过金线5’电连接以实现压/电信号转换，读取电路4’与PCB板’1之间通过金线5’电连接以传输与压力信号匹配的电信号。

现有技术中，金线5’多是采用引线键合方法连接，首先读取电路4’与压力传感器芯片3’之间、读取电路4’和PCB板1’之间分别设置一预留空间，接着将压力传感器芯片3’和读取电路4’通过焊盘连接到PCB板’上，于预留空间内完成金线5’键合冲压处理以实现读取电路4’与压力传感器芯片3’及读取电路4’和PCB板1’之间的连接。但是采用金线键合方式存在一缺陷：即因读取电路4’和PCB板1’之间、读取电路4’与压力传感器芯片3’之间分别设置一预留空间而导致成型后的压力传感器封装面积较偏大，同时由于金线键合是将分离器件(读取电路4’、压力传感器芯片3’相对分离)连接，每根金线5’都需要单独键合(读取电路4’和PCB板1’之间的金线5’键合、读取电路4’与压力传感器芯片3’之间的金线5’键合)及封装，压力传感器的封装效率较低。同时，在压力传感器芯片3’、读取电路4’经受冲击时，金线5’因振动则会出现断裂、脱落等连接缺陷，增加制作工艺的复杂度，同时大大降低了压力传感器的成品率。

实用新型内容

本实用新型提供一种压力传感器，旨在降低制作工艺的复杂度，同时提高压力传感器的成品率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种压力传感器，其中：包括

一PCB板，以及设置于所述PCB板的预定位置的第一类焊盘和第二类焊盘；

还包括，连接线，固定设置于所述第一类焊盘与所述第二类焊盘之间，用于使得所述第一类焊盘电连接所述第二类焊盘。

优选地，上述压力传感器，其中，还包括压力传感器芯片，于所述压力传感器芯片的引脚端设置第一焊球，所述第一焊球连接所述第一类焊盘以使所述压力传感器芯片固定设置于所述PCB板上。

优选地，上述的压力传感器，其中，还包括读取电路，所述读取电路的引脚端设置有第二焊球，所述第二焊球连接所述第二类焊盘以使所述读取电路固定设置于所述PCB板上。

优选地，上述的压力传感器，其中，还包括第一封装层和第二封装层；

所述第一封装层设置于所述压力传感器芯片表面，用于封装所述压力传感器芯片；

所述第二封装层设置于所述读取电路表面，用于封装所述读取电路。

优选地，上述的压力传感器，其中，所述第一封装层采用软胶材料封装，所述第二封装层采用硬胶材料封装。

本实用新型通过在第一类焊盘与第二类焊盘之间设置一连接线，在后续安装压力传感器芯片和读取电路时，通过连接线电性连接压力传感器芯片和读取电路，无需于读取电路和PCB板之间、读取电路与压力传感器芯片之间分别设置预留空间，大大降低了MEMS的封装面积，降低了制作工艺的复杂度，同时由于连接线是直接固定设置在PCB板上，无需单独实施连接线键合操作，大大提高生产效率，且因连接线固定在PCB板上，在后续的冲压过程中，连接线不会因冲压而出现断裂、脱落等缺陷问题，有利于提高压力传感器的成品率。

附图说明

图1为现有技术中压力传感器的剖面示意图；

图2是本实用新型实施例一中的压力传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2为本实用新型实施例一提供的一种压力传感器的剖面示意图，其中：包括

一PCB板1，以及设置于所述PCB板1的预定位置的第一类焊盘11和第二类焊盘12；

还包括，固定设置于所述PCB板1上的连接线5，设置于所述第一类焊盘11与所述第二类焊盘12之间，用于使得所述第一类焊盘11电连接所述第二类焊盘12。进一步地，连接线5可为铜线。

本实施例的技术方案中，通过在第一类焊盘11与第二类焊盘12之间设置一连接线5，在后续安装压力传感器芯片3和读取电路4时，通过连接线5电性连接压力传感器芯片3和读取电路4，无需于读取电路4和PCB板1之间、读取电路4与压力传感器芯片3之间分别设置预留空间，大大降低了MEMS的封装面积，降低了制作工艺的复杂度，同时由于连接线5是直接固定设置在PCB板1上，无需单独实施连接线5键合操作，大大提高生产效率，且因连接线5固定在PCB板1上，在后续的冲压过程中，连接线5不会因冲压而出现断裂、脱落等缺陷问题，有利于提高压力传感器的成品率。

另外，继续如图1所示，因压力传感器芯片3’中包含一谐振空腔31’，谐振空腔31’的高度(或空腔体积)决定了压力传感器采集压力或压强的精准度，通常对于高精准度的压力传感器芯片3’，其谐振空腔31’的体积较大，导致了压力传感器芯片3’的高度往往大于读取电路4’，进而导致压力传感器芯片3’与读取电路4’至之间形成一高度差，因高度差的存在，进而需要增加金线5’的长度以使压力传感器芯片3’与读取电路4’数据和/或信号的转换，即现有技术中，金线5’长度相对较长，进而生产成本相对提高。

如图2所示，本实用新型实施例中，在PCB板1上设置一连接于第一类焊盘11与第二类焊盘12之间的连接线5，第一类焊盘11与第二类焊盘12处于同一水平面，则第一类焊盘11与第二类焊盘12之间直线距离最短，即相当于连接线5的长度最短，节约了连接线5的使用，通常为了达到较好的数据和/或信号的传输效果，通常采用电导率较高的铜线作为连接线5，减少金线的使用长度，即降低生产成本。

作为进一步优选实施方案，上述的压力传感器，其中，还包括压力传感器芯片3，于所述压力传感器芯片3的引脚端设置第一焊球31，所述第一焊球31连接所述第一类焊盘11以使所述压力传感器芯片3固定设置于所述PCB板1上。进一步地，上述的压力传感器，其中，还包括读取电路4，所述读取电路4的引脚端设置有第二焊球42，所述第二焊球42连接所述第二类焊盘12以使所述读取电路4固定设置于所述PCB板1上。

上述实施例中，于所述压力传感器芯片3的引脚端设置第一焊球31，所述第一焊球31连接所述第一类焊盘11以使所述压力传感器芯片3固定设置于所述PCB板1上，以实现将压力传感器芯片3固定设置在所述PCB板1上，同时所述读取电路4的引脚端设置有第二焊球42，所述第二焊球42连接所述第二类焊盘12以使所述读取电路4固定设置于所述PCB板1上，以实现将读取电路4固定设置在所述PCB板1上，因所述第一类焊盘11与所述第二类焊盘12之间设置有连接线5，即相当于，所述读取电路4与所述压力传感器芯片3之间通过连接线5连接，进而实现了所述读取电路4与所述压力传感器芯片3之间的数据和/或信号的传输。

作为进一步优选实施方案，上述的压力传感器，其中，还包括第一封装层和第二封装层。

其中，所述第一封装层设置于所述压力传感器芯片3表面，用于封装所述压力传感器芯片3；通过所述第一封装层对所述压力传感器芯片3进行封装处理，所述第一封装层可以固定所述压力传感器芯片3，所述压力传感器芯片3与所述读取电路4之间之所以能实现压/电信号的转化及传输，原因在于所述压力传感器芯片3引脚端的第一焊球31连接所述第一类焊盘11(第一焊球31与第一类焊盘11均为导体)，一旦因外力作用使得所述压力传感器芯片3的引脚端的第一焊球偏移或脱离所述第一类焊盘11，则所述压力传感器芯片3与所述读取电路4之间压/电转化能力大大降低，甚至无法实现压/电转化。因而需要通过第一封装层固定所述压力传感器芯片3，旨在防止第一类焊盘11与第一焊球31之间发生脱落，影响所述压力传感器的工作性能。

作为进一步优选实施方案，所述第一封装层采用软胶材料封装，软胶材料可为硅胶。压力在软胶材料中的衰减相对较小，能够使得振膜获得较为精准的压强(压强是由压力产生，压力损耗小，压强精准度较高)。而硬胶材料通常为压力吸收材料，压力在硬胶材料中的衰减较大，故而采用软胶材料想成所述第一封装层。外界压力通过封装外壳2的开口传递到第一封装表面，再从第一封装表面通过空隙传递到传感器芯片3的压力敏感膜，压力敏感膜受外界压力影响产生变形，引起电信号的变化。

所述第二封装层设置于所述读取电路4表面，用于封装所述读取电路4，进一步地，所述第二封装层采用硬胶材料封装。一方面用以保护所述读取电路4表面，避免因外力作用而使得所述读取电路4出现性能故障，另一方面用以固定所述压力传感器芯片3，所述压力传感器芯片3与所述读取电路4之间之所以能实现压/电信号的转化及传输，原因在于所述读取电路4引脚端的第二焊球42连接所述第二类焊盘12(第二焊球42与第二类焊盘12均为导体)，一旦因外力作用使得所述读取电路4的引脚端的第二类焊球脱落所述第二类焊盘12，则所述压力传感器芯片3与所述读取电路4之间无法实现压/电信号的转化及传输。因而需要通过第二封装层固定所述读取电路4，旨在防止第二类焊盘12与第二焊球42之间发生脱落，影响所述压力传感器的工作性能。

作为进一步优选实施方案，于上述实施方案的基础之上，通过所述硬胶材料对所述压力传感器芯片3进行封装处理，硬胶材料可为环氧树脂。环氧树脂的价格相对降低，降低压力传感器的制造成本，另一方面，硬胶材料形成第二封装层旨在提高所述读取电路4抗压能力。

需要说明的是，在实际应用过程中，为了保证整个压力传感器的集成性、整体性，通常会在压力传感器表面设置一外壳2，用以保护压力传感器内部的电气元件。为了防止外壳2衰减压力信号，通过会在外壳2上设置开孔，开孔设置在外壳的顶端，也可设置在外壳侧两侧，此处对开孔的位置不做具体限制。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种压力传感器，其特征在于：包括

一PCB板，以及设置于所述PCB板的预定位置的第一类焊盘和第二类焊盘；

还包括，连接线，固定设置于所述第一类焊盘与所述第二类焊盘之间，用于使得所述第一类焊盘电连接所述第二类焊盘。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，还包括压力传感器芯片，于所述压力传感器芯片的引脚端设置第一焊球，所述第一焊球连接所述第一类焊盘以使所述压力传感器芯片固定设置于所述PCB板上。

3.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于，还包括读取电路，所述读取电路的引脚端设置有第二焊球，所述第二焊球连接所述第二类焊盘以使所述读取电路固定设置于所述PCB板上。

4.根据权利要求3所述的压力传感器芯片，其特征在于，还包括第一封装层和第二封装层；

所述第一封装层设置于所述压力传感器芯片表面，用于封装所述压力传感器芯片；

所述第二封装层设置于所述读取电路表面，用于封装所述读取电路。

5.根据权利要求4所述的压力传感器芯片，其特征在于，所述第一封装层采用软胶材料封装，所述第二封装层采用硬胶材料封装。